6月1日，《自然》雜志發(fā)表最新研究成果，用實驗證實了記憶如何在大腦中形成和存儲的理論。研究人員用光在老鼠腦中創(chuàng)建并刪除恐懼的記憶?？茖W家們一直認為，加強和削弱神經元之間的連接是記憶的基礎。
“這是迄今為止最好的證據?！蔽磪⑴c這項最新研究的埃里克·坎德爾（Eric Kandel）說，他是紐約哥倫比亞大學的神經學家，因記憶的分子基礎方面的研究，曾獲2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
研究人員用光在老鼠腦中創(chuàng)建并刪除恐懼的記憶。
記憶是人們過去的經歷在腦中的反映，也可以說是人腦對信息的編碼、存儲和提取過程。有的記憶轉瞬即逝，被稱為短時記憶，有的記憶可以持續(xù)幾分鐘、幾個月甚至幾十年，被稱為長時記憶。人腦對事件的重構需要一些線索，有時候哪怕是微博上營銷賬號發(fā)布的一小段毫無信息量的煽情文字，也會成為我們記憶大爆炸的導火索，人物、時間、地點、事件這些故事必需的要素會瞬間爆發(fā)，迅速鋪陳開一卷完整生動的畫面，不必像看錄像那樣一幀一幀地回放，我們甚至會身臨其境，重新體驗到當時的感受和知覺。
腦中的雙角狀結構——海馬體是實現這一切的關鍵所在。信息若要變成長時記憶存儲在腦中，必須要經過被稱為“長時程增強”（LTP）的過程，“長時程增強”是發(fā)生在兩個神經元信號傳輸中的一種持久的增強現象，能夠同步刺激兩個神經元。由于記憶被認為是由突觸強度的改變來編碼的（觀察者網注：突觸是一個神經元的沖動傳到另一個神經元或傳到另一細胞間的相互接觸的結構），LTP被普遍視為構成學習與記憶基礎的主要分子機制之一。相關的腦細胞神經元會在這個過程中理清關系建立聯(lián)系，而海馬體就是負責存儲不同信息之間的關聯(lián)的，或者更學術一點來說，就是掌管神經元之間的聯(lián)系。
“長時程增強”是發(fā)生在兩個神經元信號傳輸中的一種持久的增強現象
神經科學家在過去四十年來探索“長時程增強”在記憶中的作用。他們發(fā)現基因突變或藥物可以阻斷“長時程增強”，損害老鼠的記憶。但沒有一項研究明確顯示“長時程增強”就是記憶的基礎。
加州大學的神經學家羅伯特·馬林洛（Roberto Malinow）的團隊因此轉向使用光激活神經元的技術。研究人員用能產生光敏蛋白（觀察者網注：光敏蛋白是一類在生命體內能夠應答光信號而產生生理學反應的蛋白）的基因插入病毒，然后將病毒注射到老鼠的腦細胞中。一旦基因已被編譯成蛋白質，通過將光纖植入老鼠的大腦，研究人員就能夠激活一個藍光脈沖。馬林洛的團隊發(fā)現，他們可以通過“光遺傳學”技術，也就是光控開啟或關閉動物個別腦細胞的活動，給老鼠創(chuàng)造恐懼的記憶。方法是直接傳射光到大腦特定區(qū)域的神經元中，這個區(qū)域參與處理導致恐懼的聲音。
“我們可以產生一個動物之前從未經歷過的事情的記憶?！瘪R林洛說。
為了證明“長時程增強”確實參與了記憶的形成，通過控制光激活或不激活存儲記憶的神經元，研究人員抹去神經元的聯(lián)系又重新增強聯(lián)系。觀察老鼠蜷縮與否的行為發(fā)現，光脈沖創(chuàng)造“長時程增強”或與之相反的“長時程抑制”（LTD）使老鼠產生恐懼記憶又消除記憶，馬林洛表示：“我們玩記憶像溜溜球一樣?！?/p>
坎德爾稱，比起過去的間接證據，這項研究是“顯著的進步”。
科學家用老鼠做實驗研究記憶并不是第一次了。
紐約大學的卡里姆·內德曾用中等強度的電擊刺激大鼠，大鼠會產生恐懼蜷縮在籠子的一角，如果在每次電擊時同時給出一個特殊的噪聲刺激，大鼠便會將恐懼記憶和噪聲刺激關聯(lián)起來，以后再聽到這個噪聲時，就會勾起它遭受電擊時的恐懼記憶。當內德給大鼠注射一種可以阻斷新記憶形成的藥物后，再聽到噪聲時，它們卻絲毫沒有退縮的意思，這說明藥物有效地打斷了電刺激和噪聲刺激之間的關聯(lián)，讓大鼠忘記了恐懼。
加州斯克利普斯研究中心的馬克·梅福則用電擊和藥物成功操控小鼠的記憶。他將小鼠連續(xù)放入兩個不同的盒子里，第一個盒子是安全的，第二個盒子會產生電擊，通常情況下小鼠會對這兩個盒子產生不同的記憶。如果在將小鼠放入第二個盒子之前，給它注射一種叫做CNO1的藥物，加強小鼠對第一個盒子的記憶，并阻礙它產生對第二個盒子及恐懼感的清晰記憶，就會發(fā)現小鼠產生了一種混合記憶，記憶中的盒子夾雜了兩個盒子的特征，而這種地方其實是并不存在的。
去年，美國麻省理工學院的科學家也使用了“光遺傳學”技術。首先，研究人員將老鼠放在他們稱之為“紅房間”的一號室，之后讓老鼠在這個空間內四處游蕩探索，讓它們建立對于該環(huán)境的基本認知。過了一段時間，研究人員便對老鼠的腳掌進行輕微電擊，向老鼠植入“‘紅房間’很危險”的信息，并在記憶形成的同時通過植入老鼠大腦中的一根光纖向鼠腦傳遞藍色的閃光。第二天研究人員將之前接受電擊的老鼠放在另一個完全不同的房間（稱之為“黑房間”）并且讓他們沒有阻礙地自由探索。老鼠沒有表現出受到電擊時的恐懼，但是當藍色閃光信號再次傳入大腦時老鼠們卻表現得如同受到了電擊一樣。
（觀察者網編譯自《自然》雜志網站等）
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